岩石结构面抗剪强度的确定
岩质边坡岩体节理结构面抗剪强度的确定方法
岩质边坡岩体节理结构面抗剪强度的确定方法作者：刘远亮韩佳泳徐标来源：《城市建设理论研究》2013年第31期摘要：在岩质边坡地质勘察工作中，岩体节理结构面的抗剪强度是岩质边坡勘察要确定的重要参数，而节理结构面抗剪强度的确定一直是该领域的技术难题，本文将提出一种新的、操作性强的方法，利用抗圧试验求取节理结构面抗剪强度，并应用到实际边坡勘察工作中，实践证明，通过该方法确定的结构面抗剪强度更接近实际情况并更具有实用意义，而且操作、计算方便，对类似的边坡工程有一定参考价值。
关键词: 地质勘察；节理结构面；抗剪强度中图分类号：U213.1+3文献标识码：A引言结构面是岩体中力学强度较弱的部位或岩性相对软弱的夹层所构成岩体的不连续面，包括了一切的地质分离面。
不同的结构面，其力学性质不同、规模大小不一。
节理是岩石中的裂隙，其两侧岩石没有明显的位移。
地壳上部岩石中最广泛发育的一种断裂构造，而岩体节理结构面抗剪强度是岩质边坡地质勘察工作要确定的重要力学参数，也是影响边坡稳定性的重要因素之一，因为边坡岩体的破坏通常大多是沿结构面发生破坏的，符合―最弱环节‖原理。
目前如何求取节理结构面抗剪强度一直是工程界的技术难题。
节理结构面抗剪强度常用的求取方法主要有以下3种：(1)根据试验(原位剪切试验或室内直剪试验)分析选取。
(2) 按规范或估算法选取。
规范主要有国标、水利及铁路等行业规范标准等。
(3)利用极限平衡法或数值分析进行反演确定。
岩体节理结构面抗剪强度确定方法本文提出一种新的方法，利用―抗圧试验求取节理结构面抗剪强度‖。
1、计算原理：在岩石单轴抗压强度试验中，有大量的试验块体在轴向应力作用下未产生抗压性碎裂破坏，而是沿着岩石的节理面滑动分离成二块（见图1），这类破坏模式计算的抗压强度并不是真正的岩石单轴抗压强度，其数值与典型碎裂破坏模式的抗压强度严重偏小，不宜参加抗压强度标准值的统计计算。
而利用这类破坏模式的实验数据，可求得沿节理面滑动的抗剪强度，即节理结构面的抗剪强度。
岩体结构面抗剪强度尺寸效应试验技术与系统研制
岩体结构面抗剪强度尺寸效应试验技术与系统研制
岩体结构面抗剪强度尺寸效应试验技术与系统研制是指针对岩体结构面（如节理、裂隙等）的抗剪强度进行尺寸效应试验的技术与系统的开发工作。
岩体结构面的抗剪强度是指岩体结构面在受到剪切作用时能够承受的最大剪应力。
由于不同尺寸的结构面具有不同的力学性质，因此岩体结构面的抗剪强度会随着尺寸的变化而改变，即存在尺寸效应。
为了研究岩体结构面的抗剪强度尺寸效应，需要开发相应的试验技术与系统。
其中，试验技术包括确定试验方案、制作试样、测量试验数据等；而试验系统则包括试验设备、数据采集系统、数据处理与分析软件等。
研制岩体结构面抗剪强度尺寸效应试验技术与系统需要结合岩石力学、土木工程、计算机科学等多个学科的知识，以保证试验结果的准确性和可靠性。
岩体结构面抗剪强度尺寸效应试验技术与系统的研制对于深入理解岩体结构面力学行为，提高岩体力学模型的可靠性和精度具有重要意义。
它可以为岩石力学研究、岩土工程设计、地质灾害预测与评估等领域提供有效的技术支持。
岩体结构面抗剪强度参数取值方法综述
岩体结构面抗剪强度参数取值方法综述引言：岩体结构面的强度是岩体力学特性中的一个重要参数，它对于岩体的稳定性和工程施工具有重要影响。
岩体结构面抗剪强度参数的准确取值是岩体力学研究中的一个重要问题。
本文综述了近年来关于岩体结构面抗剪强度参数取值方法的研究进展和应用情况。
一、传统取值方法1.刚度比法：该方法是通过测量岩体结构面位移和正常应力的变化，计算结构面的刚度比值。
刚度比值的大小与抗剪强度参数有关。
2.负载试验法：该方法是通过进行室内或现场的岩石试验，测量不同应力下岩体结构面的位移和正应力，根据剪切位移与正应力的关系确定抗剪强度参数。
3.断裂力学法：该方法是基于断裂力学理论，通过对岩体结构面断裂机理的研究，推导出抗剪强度参数的计算模型。
以上三种传统的取值方法都存在一定的局限性，例如需要大量的试验数据和经验参数，且结果的准确性受人为因素影响较大。
二、现代取值方法1.数值模拟法：该方法利用计算机仿真的技术手段，建立岩体结构面抗剪强度参数的数值模型，通过不同工况下的数值模拟计算，得到抗剪强度参数。
2.获取实测数据：该方法通过在实际工程中对岩体结构面进行监测，测量结构面的位移和应力等参数，从而直接获取抗剪强度参数。
3.统计学方法：该方法利用大量的岩体结构面力学试验数据，通过统计学方法对数据进行处理，得到抗剪强度参数的统计特征，并进行参数估计。
现代取值方法相较于传统方法具有更高的精度和准确性。
数值模拟法可以通过模拟不同的工程情况，得到更具代表性的抗剪强度参数。
获取实测数据的方法能够真实反映结构面的实际工况和力学特性。
统计学方法则可以通过大量的数据分析，得到更加可靠的参数估计结果。
与此同时，近年来还出现了一些基于机器学习和深度学习的方法，通过利用大量的数据训练模型，得到更精准的抗剪强度参数预测结果。
这些方法在理论和实际应用中都取得了一定的成功。
结论：岩体结构面抗剪强度参数取值方法多种多样，传统方法和现代方法各有特点。
岩石的强度
2．影响因素
（1）岩石本身性质方面的因素，如矿物组成、结构 构造、密度、风化程度，层理结构（Rc∥＜Rc⊥）等
（2）试验条件
①试件的几何形状及尺寸大小；（形态和尺寸效应) ②端面条件；（端部效应）（试件端面与压力机板间
的摩擦作用，如端面粗糙和不平行Rc ↓）
③加荷速率；（v↑，Rc↑） ④湿度和温度；随温度升高，岩石的脆性降低，塑性增强，岩石强度随
5. 库伦-莫尔强度理论（coulomb 1773-mohrs 1900)
之降低。水侵入岩石时，将顺着裂隙进入并湿润试件中的矿物颗粒，由于水分子的 进入，改变了岩石的物理状态，削弱了颗粒间的连结力，降低了岩石的强度。
3．岩石抗压强度与弹性模量的关系
E=350Rc 近似直线，也就是说，岩石刚度越大（E越大，变
形越小），则强度越大Rc。
第二节 单轴抗拉强度（Uniaxial tensil
σ1=f（σ2、σ3）或 f（σ1，σ2、σ3）=0 ε1=f（ε2、ε3）或 f（ε1，ε2、ε3）=0
一. 岩石的破坏特性 岩石的破坏形式比较复杂，根据破坏时的应力类型，分为三 种类型： （脆性破坏）--（过渡型）--（塑性/延性破坏） (拉破坏) (剪切破坏) (流动) -------三种破坏机制 (多数岩石) (岩石常见)(一般条件下大部分岩石并不呈现 )
第一节 岩石的单轴抗压强度
（uniaxial compressive strength） 1．Rc的确定
（1）抗压试验：Rc=Pc/A （MPa）
Pc—荷载（破坏时）（N） A—横断面积（mm2） 标准岩石试件通常为圆柱状或长方柱状。 圆柱状： 直径D=5cm或7cm，h=（2～3）D 方柱状：断面S=5×5cm2，h=（2～3）S 断面S=7×7cm2，h=（2～3）S （2）点荷载试验→间接求取Rc Rc=（22.8～ 23.7）Is(50) 式中Is(50)为直径50mm标准试件的点荷载强度。
浅述节理岩体强度参数的确定方法
中图分类号：TU452
文献标识码：A
文章编号：1006- 7973（2011）10- 0231- 03
一、引言 节理岩体强度参数的确定在岩土工程稳定性评价中起着 至关重要的作用，工程岩体是一种具有地质结构面的复杂地 质体，其强度特征由于不规则结构面的存在而呈现不均匀和 各向异性，节理之间的相互作用又使得岩体的破坏机制十分 复杂。因此，岩体强度参数的确定问题一直是岩石力学与工 程界的一大难题。国内外很多学者对岩体强度参数进行研究， 在查阅大量相关文献的基础上，本文对节理岩体强度参数的 确定方法进行综述。 二、理论研究 理论研究方法主要是在理论强度准则的基础上发展起来 的，这类方法是基于材料力学、弹塑性力学的知识体系，通 过严谨的数学方法推导得出。经典强度理论能基本反映岩石 的强度特性，目前仍然是相关工程设计的重要依据，是计算 机仿真模拟与有限元分析的重要理论依据。其中应用最广且 理论最完善的是Moh r －C ou lom b 强度理论，在此理论的基 础上，节理岩体的强度得到很多学者的重视：J a e ge r（1 96 0 ） [1]对含一组结构面的各向异性岩体，提出了著名的“单弱面 理论”；对于含有二组或二组以上的结构面，岩体强度的确 定方法是分步应用单结构面理论；Hoe k －Br own （1 98 6） [2]认为，含4 组以上性质相近结构面的岩体，按各向同性岩体 处理是合理的。 理论研究方法的不足之处在于：① 现行的理论强度准则 均有一定的适用范围和应用条件，不能推广到某一特定应力 条件以外；② 假定岩石材料为连续介质，不能解释岩石强度 的离散性、随机性等特点以及岩石强度特征与岩石组织结构 间的问题[3]。 三、经验方法 经验方法主要包括以经验强度准则为基础的岩体强度参 数确定方法、工程岩体分类法以及工程类比法等。 经验强度准则是以试验为主要研究手段、近似描述岩体 破坏机理的破坏判据，比较著名的是B ie n ia ws ki于19 7 4年 提出的经验强度准则，和E . Ho ek 、E. T. B r own 于19 8 0年 提出的经验强度准则。应用经验强度准则求解岩体强度问题，
岩体结构面抗剪强度参数确定方法的探讨
岩体结构面抗剪强度参数确定方法的探讨（中冶沈勘工程技术有限公司，辽宁，沈阳，110016）【摘要】岩体结构面抗剪强度参数是工程设计及施工中重要的参数，常用室内外力学试验、经验估算试验和反演分析试验三种方法确定，基于工程实际要求的可靠性及精准性，在不考虑其他条件的情况下，采用灰色关联分析的方法，将数据进行关联度的分析，在三种方法中关联度最大的则认为可能最具有代表性和最精准的。
结果表明，在三种方法中室内外力学实验应该是最为精准的，在条件允许的情况下，建议最好采用室内外力学实验来确定抗剪强度参数。
【关键词】抗剪强度参数；室内外力学试验；经验估算方法；反演分析方法；灰色系统关联分析一、引言研究岩体结构面的工程特性已经是现在工程建设中最具有现实意义的事情。
在影响岩体稳定性中，岩体结构面的抗剪强度是主要的因素之一，而岩体结构面的抗剪强度的确定主要根据岩体结构面抗剪强度参数的数值，所以岩体结构面抗剪强度参数在工程设计及计算中已成为重要的参数之一，它决定了工程岩体边坡破坏的可能性，掌握合理准确的抗剪强度参数对工程建设有着非常重要的意义。
本文主要结合岩体结构面不同的性质特征及三种常用的取值方法，找到一种相对比较优化选取的方法，可以更加准确的快捷的确定岩体结构面的抗剪强度参数。
二、岩体结构面的分类由于岩体结构面形成条件不同、经过的地质作用复杂不同，导致其分布形态多种多样，所具有的力学性质就存在着不同的差异，根据岩体结构面所具有的诸多特点，有多种分类方法将其分为不同的结构面类型.2.1岩体结构面按其形成机理分类大致分为原生、构造和次生结构面三类，①在成岩的地质作用过程中形成的结构面称之为原生结构面，包含沉积作用形成的沉积结构面、岩浆侵入冷凝固结作用形成的火成结构面和变质作用形成的变质结构面，所以原生结构面包括沉积结构面、岩浆岩结构面和变质结构面三种类型。
②在岩体形成之后，在构造作用过程中形成的破裂面，包括节理、劈理、断层和层间错动面等称为构造结构面。
结构面的抗剪强度
结构面的抗剪强度••结构面强度分为抗拉强度和抗剪强度。
由于结构面的抗拉强度非常小，常可忽略不计，所以一般认为结构面是不能抗拉的。
因此，通常近考虑结构面的抗剪强度。
••在工程荷载作用下，岩体破坏常以沿某些软弱结构面的滑动破坏为主。
因此，在岩体力学中结构面的抗剪强度通常是研究的重点内容。
•条件不同、性质不同的结构面其发生剪切作用的机理不同，因此其抗剪强度的确定方法也不同，下面将分四种类型来介绍结构面的抗剪强度。
一、平直无充填的结构面•平直无充填的结构面包括剪应力作用下形成的剪性破裂面，如剪节理、剪裂隙等，发育较好的层理面与片理面。
其•特点是面平直、光滑，只具微弱的风化蚀变。
坚硬岩体中的剪破裂面还发育有镜面、擦痕及应力矿物薄膜等。
这类结构面的抗剪强度大致与人工磨制面的摩擦强度接近，即：各种结构面抗剪强度指标的变化范围结构面类型摩擦角(°)粘聚力(MPa)结构面类型摩擦角(°)粘聚力(MPa)泥化结构面10～200～0.05云母片岩片理面10～200～0.05粘土岩层面20～300.05～0.10页岩节理面(平直)18～290.10～0.19泥灰岩层面20～300.05～0.10砂岩节理面(平直)32～380.05～1.0凝灰岩层面20～300.05～0.10灰岩节理面(平直)350.2页岩层面20～300.05～0.10石英正长闪长岩节理面(平直)32～350.02～0.08砂岩层面30～400.05～0.10粗糙结构面40～480.08～0.30砾岩层面30～400.05～0.10辉长岩、花岗岩节理面30～380.20～0.40石灰岩层面30～400.05～0.10花岗岩节理面(粗糙)420.4千板岩千枚理面280.12石灰岩卸荷节理面(粗糙)370.04滑石片岩、片理面10～200～0.05(砂岩、花岗岩)岩石／混凝土接触面55～600～0.48二、粗糙起伏无充填的结构面•这种类型的结构面，其剪切特点是：（1）当法向应力σ较小时，上盘岩块上下运动，产生爬坡效应，增大了τ；（2）当σ较大时，将剪断凸起而运动，也增大了τ。
岩质边坡岩体抗剪强度参数选取方法
2020年第19卷第5期2020195Industrial &Science Tribune 岩质边坡岩体抗剪强度参数选取方法□杨立建王小元施晓文杜鹏飞【内容摘要】由于核电厂对厂址条件要求的特殊性，各核电厂址都或多或少的存在着岩质边坡问题，边坡岩体抗剪强度参数是边坡稳定性计算分析的重要基础，选取合适的参数进行边坡设计，对电厂的安全十分重要。
本文对岩质边坡稳定性计算中岩体抗剪强度的获取方法进行了综述，对各方法的适用范围、优缺点进行了总结。
以某核电厂岩质边坡为例，采用多种方法综合确定岩体抗剪强度参数，并进行了稳定性计算，结果表明：采用多种方法综合确定岩体抗剪强度参数是合理和可靠的。
【关键词】岩质边坡；抗剪强度；稳定性计算；参数选取【作者单位】杨立建，王小元，施晓文，杜鹏飞；中国核电工程有限公司在核电厂的建设中，各核电厂址都或多或少的存在着岩质边坡的问题，边坡岩体抗剪强度参数是边坡稳定性计算分析的重要基础，强度参数的正确性、合理性直接影响计算结果的准确性。
由于岩体具有各向异性、不连续和非均匀等特点，以及岩体结构的复杂性，使得岩体抗剪强度的确定一直是一个难题。
本文将对几种常用的岩体抗剪强度参数确定方法进行介绍，总结各方法的适用范围和优缺点，并以某核电厂岩质边坡为例，选取岩体抗剪强度参数，进行稳定性计算。
一、参数确定方法对于岩体抗剪强度参数，目前常用的确定方法主要包括现场试验法、规范BQ 估算法、经验公式、反演分析法、工程地质类比等［1 10］，其中经验公式比较常用的有Hoek －Brown 经验公式、吉格法、费辛柯法等，以下对这几种方法进行介绍。
（一）现场试验法。
现场试验是指岩体直剪试验［11］，能直接获得岩体抗剪强度指标，适合于具有现场试验条件的各类岩体边坡。
该方法的优点是取得的岩体抗剪强度指标最为直接，也比较可靠，缺点是试样制备难度大、试验设备运输安装及整个试验过程费时费力、耗资较大等问题。
常用岩体结构面抗剪强度参数经验取值范围
常用岩体结构面抗剪强度参数经验取值范围岩体结构面抗剪强度参数是指岩体结构面的抗剪强度的经验取值范围。
岩体结构面是岩石中存在的裂隙、节理、断层等。
了解和掌握岩体结构面抗剪强度参数的经验取值范围，对于工程建设中的岩体力学分析、岩体稳定性评价以及岩石工程设计具有重要意义。
常见的岩体结构面抗剪强度参数包括摩擦角、内聚力、弹性模量和刚度系数。
这些参数的取值范围是众多研究者通过岩体力学实验、野外观测和工程实践的总结得出的。
下面将分别介绍这些参数的经验取值范围。
1.摩擦角：摩擦角是指结构面内摩擦力和结构面法向力之间的夹角。
不同类型岩石的结构面摩擦角存在一定的差异，一般来说，从低到高依次为软岩、硬岩和饱和岩。
-软岩：摩擦角一般取值在15°～30°之间。
-硬岩：摩擦角一般取值在30°～45°之间。
-饱和岩：摩擦角一般取值在45°～60°之间。
2.内聚力：内聚力是指结构面上岩体的抗剪破裂能力。
其取值范围与摩擦角类似。
-软岩：内聚力一般取值在0.5MPa～2.5MPa之间。
-硬岩：内聚力一般取值在2.5MPa～10MPa之间。
-饱和岩：内聚力一般取值在10MPa～30MPa之间。
3.弹性模量：弹性模量是指岩体在受到外力作用时的形变能力。
不同类型岩石的弹性模量差别很大。
-软岩：弹性模量一般取值在2GPa～10GPa之间。
-硬岩：弹性模量一般取值在10GPa～40GPa之间。
-饱和岩：弹性模量一般取值在40GPa～100GPa之间。
4.刚度系数：刚度系数是指岩体结构面所表现出的刚度水平。
刚度系数与弹性模量有一定的关联。
-软岩：刚度系数一般取值在0.2MPa/m～2MPa/m之间。
-硬岩：刚度系数一般取值在2MPa/m～10MPa/m之间。
-饱和岩：刚度系数一般取值在10MPa/m～50MPa/m之间。
需要注意的是，这些取值范围只是经验总结，并不能适用于所有具体的岩体情况。
岩体结构面抗剪强度参数的取值研究
岩体结构面抗剪强度参数的取值研究菊存全【摘要】When the rock integrity coefficient is used for roughness coefficient, through comparing the three methods of JRC-JCS model, JRC-JCS model and its least-square solution, and mechanics solution based on JRC-JCS model with equivalent processing methods, the three methods are equivalent. JRC-JCS model and its least-square solution is more suitable for solving the equivalent shear strength parameters of cutting type structural plane. By comparison with the measured values,when using the equivalent JRC-JCS model, the equivalent shear friction coefficient is very close to the test value and then the value can be directly used, equivalent shear cohesion: ①for the rigid structure plane without filling the surface,is larger than the measured value. ②for the soft structure plane without filling the surface, is smaller than the measured value. When using the equivalent JRC-JCS model, equivalent shear cohesion value should be measured by the formula for caculating the shear friction coefficient based on the equivalent JRC-JCS model. Using JRC-JCS model and its least-square solution for the equivalent shear strength parameters of cutting type structural plane, the value can be directly used. For cuttings intercalated with clay, according to the content of rock debris and clay content, it can be caculated respectively depending on the filling of the soft clay or the cuttings and then weighted average is more reasonable according to the percentage.%通过岩体的完整性系数求解粗糙度系数,运用等效处理JRC-JCS模型法、JRC-JCS模型最小二乘法、JRC-JCS模型力学解法计算比较,三种方法是等效的.其中JRC-JCS模型最小二乘法更适用于求解岩屑型结构面的等效抗剪强度参数.通过与实测值比较,采用等效JRC-JCS模型法时,等效抗剪断摩擦系数与试验值很接近,可直接取值;等效抗剪断凝聚力:①对于无充填的硬质结构面,比实测值偏大,②对于无充填的软质结构面,比实测值偏小.采用等效JRC-JCS模型法时,等效抗剪断凝聚力取值应根据等效JRC-JCS模型法求解的抗剪断摩擦系数应用式(20)计算确定.采用JRC-JCS模型最小二乘法求解岩屑型结构面的等效抗剪强度参数时,可直接取值.对于岩屑夹泥型,可根据岩屑含量和含泥量,分别按有软弱黏土充填情况和有岩屑充填情况分别计算,然后按含量百分比加权平均更合理些.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2016(035)011【总页数】4页(P191-194)【关键词】JRC—JCS模型;粗糙度系数;抗剪强度参数;基本摩擦角;最小二乘法;力学解法;完整性系数【作者】菊存全【作者单位】中国水利水电第十四工程局有限公司勘察设计研究院,昆明650051【正文语种】中文【中图分类】TU452岩体结构面抗剪强度参数的确定，出了现场剪切试验外，目前较常用的是Barton 的JRC-JCS模型经验公式、等效JRC-JCS模型之莫尔-库伦准则进行估算，此两种方法中均需要确定基本摩擦角、粗糙度系数JRC、壁岩饱和抗压强度JCS，其中粗糙度系数的确定方法有：①Barton的10个典型粗糙度剖面经验取值；于杜时贵JRC修正直边法；盂Barton的JRC直边法简明公式法。
岩石结构面剪切强度研究现状及实验的研究
岩石结构面剪切强度研究现状及实验的研究◎符其山陈辉刘诗桐一、岩体构成及其强度影响因素天然存在的岩体经过多次的地质作用，岩体遭受变形和破坏，形成一定的成分和结构。
岩体内部又有着各式各样的地质界面，它包括物质分异面和不连续面，例如：假整合、不整合、褶皱和断层等。
由于它们形成的成因和特性不同，导致其物理性质也有所差异，我们把这些不同的地质界面统称为结构面（弱面）。
有的岩体通过被结构面切割形成岩块，又被称为结构体。
结构体（岩块）是岩体基本组成部分。
岩石就是由结构面和结构体（岩块）共同组成的。
结构面对岩体的力学性质起着非常关键的控制作用，由于结构面影响着岩体的力学性质以及连续性，大自然中各种自然灾害与结构面有关。
例如：山体崩塌、滑坡、岩爆等。
开展结构面的力学性质研究是评价岩体稳定性的重要因素。
山体的滑坡以及岩爆对人们的生产和生活存在这非常重大的影响，而发生诸多事故的影响因素主要为岩体结构面对岩体强度的影响，所以研究岩石结构面的抗剪切强度以及抗拉强度存在着重要的意义。
在工程中，岩体结构面的破坏主要为剪切破坏，而结构面的抗拉强度几乎可以被忽略，故研究岩体结构面的抗剪特性具有重大意义。
而岩石结构面剪切强度的影响因素也有很多，例如：JRC（岩石结构面粗糙度）、JCS（壁面强度）、法向应力以及结构面充填物等影响因素，而其中较为关键的JRC（结构面的粗糙度），其具有许多性质，二、国内外对岩石结构面剪切强度的研究现状早在1966年国外学者Bardon就提出齿状节理直剪实验，1977年又提出JRC 的概念，归纳了十条标准JRC曲线，从而建立了岩石剪切强度与粗糙度之间的关系。
在此模型基础上，B.I ndraratna在不同法向正应力下，对规则结构面岩体进行直剪实验，证明了法向应力与抗剪切强度的关系。
G.G rasselli（2003）为了力求更真实的结构面粗糙度，通过3D扫描、研究采样方向、采样精度、采样尺寸等评价结果的影响，提出了三维岩体结构面粗糙度评价方法。
岩体力学特性及其参数确定
岩体力学参数的合理确定 二、确定岩体的体积模量K和剪切模量G
此外，岩体的剪切模量还可由下式获得：
式中 G——岩体剪切模量； Gr——完整岩石剪切模量； Ks——节理剪切刚度； s——节理间距。
岩体力学参数的合理确定
三、岩体变形模量的确定
实际上岩体的结构面网络十分不规则，利用上述方法很难获得足够有效的数据。此时Em与成组岩体结 构面的几何力学性质有关，包括结构面组数m、各组结构面产状nl、法线密度λ和平均半径a、各组面 的抗剪强度及受力状态(k与h)以及裂瞧水压力比及R。则Em可以写作如下两式：
基于Hoek- Brown强度准则的岩体力学参数确定方法
基于Hoek- Brown强度准则的岩体力学参数确定方法
Hoek - Brow n 强度准则是Hoek 等人在参考Griff ith经典强度理论的基础上, 通过大量试验, 于1980年 提出的岩体非线性破坏经验准则。其适用于法向拉力下的G riffith 准则和法向压力下的破坏条件, 用抛 物线来拟合破坏时的实测数据, 提出了用于确定开挖岩体强度的经验准则, 后来为了适应不同应力条件 、不同质量的岩体和方便工程应用, 做了进一步的修正, 提出了基于GSI(地质强度指标)的Hoek- B row n ( 2002)准则。其公式为:
三、岩体变形模量的确定
岩体力学参数的合理确定
(1)岩体的变形特性一般由变形模量Em来表征，如果岩体包含一组相对平行、连续并具均匀间距的节理 时，可以将岩体视为等价的横观各向同性连续体，由下式进行岩体变形模量的估计：
式中 Em——岩体杨氏模量； Er——完整岩石杨氏模量； Kn——节理法向刚度； S——节理间距。
岩体结构面抗剪强度参数取值方法综述
岩体结构面抗剪强度参数取值方法综述
1.实验室试验方法：
实验室试验是确定岩体结构面抗剪强度参数最直接和准确的方法之一、常见的实验室试验方法有直剪试验、三轴压缩试验和剪切试验等。
直剪试
验是将两块岩石样品通过一个水平的结构面连接起来，施加的剪切荷载使
样品产生剪切破坏，通过测量剪切强度和剪切性状参数来确定岩体结构面
的抗剪强度参数。
三轴压缩试验是在一个装载设备中同时对岩石样品施加
垂直和水平应力，通过测量样品的应力变形曲线和剪切荷载来确定结构面
的抗剪强度参数。
2.观测法：
观测法是通过实地观测岩体结构面的现象和性质来确定抗剪强度参数。
观测法的主要方法有：测量结构面的面倾角、面周长、面粗糙度、面间隙
的填充情况等。
这些观测结果可以用来估计结构面的粘结强度和抗剪强度
参数。
3.经验公式：
经验公式是通过研究大量岩体结构面的试验数据得到的，并通过统计
分析建立的一些关系式。
这些经验公式可以根据结构面的性质和条件来估
算抗剪强度参数。
例如，Barton模型是根据结构面粗糙度、导向角和结
构面强度参数来估算结构面的抗剪强度。
本文数量编写了一些常用的经验
公式，如Mohr-Coulomb准则、Hoek-Brown准则等。
总的来说，确定岩体结构面抗剪强度参数的方法有实验室试验方法、
观测法和经验公式等。
在实际应用中，综合运用这些方法可以得到较为准
确的结构面抗剪强度参数，并用于岩体力学性质和岩体工程设计中。
但需
要注意的是，不同方法的结果可能存在一定的差异，因此可以综合多种方法进行验证和校正，以提高结果的可靠性。
岩体结构面抗剪强度参数取值方法综述
于坡 高不大 于 ２ ５ ｍ 的岩质边 坡 ， 可采用 原位抗 切试验 较为 准确 地确定 比较 敏感的 ｃ值 ， 并结合 规范 取值法 确 定不 敏感 的 值 ； 这样 既保 证了一定的工程精度 ， 又克服 了采 用原位大 型剪 切试验
的麻烦 ， 经济 、 实用。
比较容易地排除异 常值 的影 响 ， 从 而选 取正 常值 进行 统计 ， 使 得
岩 体 结 构 面 抗 剪 强 度 参 数 取 值 方 法 综 述
郭 肖 红
（ 中国建筑材料 工业地质勘查中心淅江总队 ， 浙江 杭州 ３ １ ０ ０ ２ ２ ）
摘
要： 在查阅文献资料的基础上 ， 对试验 法、 公式法 、 经验法和反算法 四种 岩体结构 面抗剪强度 参数取 值 的方 法进行 了综 述 ， 分
析 了各种方法 的适 用性 ， 为岩体结构面抗剪强度参数 的合理取值提供 了依 据。 关键词 ： 岩体结构面 ， 抗 剪强 度 ， 参数 ， 取值
中图分类号 ： Ｔ Ｕ ４ ５ ２ 文献标识码 ： Ａ
０ 引言
差时 ， 这样 的试 验还不 如不 做 ， 按 经验 采用 类似工 程 的试验 资 料
一
增大而减小 ， 但当结构 面尺 寸增 大到一 定程 度时 则趋 于稳 定 ； 但
目前在 工程 岩体 稳定 性的分析评价 工作 中， 其重点 及难点 之 是这种尺寸界 限会 随着岩体 及其 结构 面 的性 质发 生变 化 。常 规 存在尺寸效应 。 就是 如何 合理地确定岩体结构 面的抗剪强 度参数 。现 阶段 ， 确 室 内剪切试 验的结构 面尺寸较小 ，
． ２ 原位 大型 剪切试 验 定控稳 结构面抗 剪强度参数的主要方 法可 以归纳为试验 法 、 公 式 １ 原位 大型剪切试 验的原理与室 内试 验相同 ， 主要差 别体 现在 法、 经验法和反算法 四大类 ， 每一 大类 又分别包 含 几种不 同 的具
基于岩体结构面分级的抗剪强度确定法
基于岩体结构面分级的抗剪强度确定法岩体结构面分级的抗剪强度确定法是一种用于评估岩体抗剪性能的方法。
该方法将岩体中的结构面按照不同的分级标准进行分类，并根据每个级别的结构面抗剪强度值确定岩体的整体抗剪强度。
岩体的结构面是指岩石中具有一定角度的断裂面或层面。
这些结构面会对岩体的力学性能产生重要影响，特别是在工程施工、地质灾害等情况下。
因此，确定岩体结构面的抗剪强度是岩体工程设计与施工时的重要任务之一岩体结构面分级的抗剪强度确定法主要包括以下几个步骤：1.结构面分类：首先，对岩体中的结构面进行分类。
常见的分类方法包括按照倾角、断裂形态、断裂面强度等进行分类。
可以将结构面分为不同级别，如一级、二级、三级等级别。
2.抗剪强度测定：针对不同级别的结构面，进行抗剪强度的测定。
一般采用直剪试验或剪切试验的方法，测定结构面的抗剪强度。
通过实验得到不同级别结构面的抗剪强度值。
3.结构面权重确定：根据结构面的级别和抗剪强度值，确定不同级别结构面的权重。
一般情况下，抗剪强度高的结构面的权重较大，反之较小。
权重可以通过实验或经验得到。
4.抗剪强度计算：根据结构面的权重和抗剪强度值，计算岩体的整体抗剪强度。
一般情况下，岩体的抗剪强度等于各个结构面抗剪强度与权重的乘积之和。
5.抗剪强度验证：针对计算得到的岩体抗剪强度值，进行验证和调整。
可以通过现场勘察、观测和监测等方法，验证计算结果的准确性，并根据需要进行调整和修正。
通过岩体结构面分级的抗剪强度确定法，可以有效评估岩体的抗剪性能，并为工程设计提供参考依据。
这种方法的主要优点是考虑到了岩体中存在的结构面的差异性，能够更准确地确定岩体的抗剪强度。
然而，该方法也存在一定的局限性，如结构面分类标准的选择、实验数据的获取等方面的难题，需要进一步研究和改进。
总之，岩体结构面分级的抗剪强度确定法是一种有潜力的方法，可以用于评估岩体的抗剪性能。
通过合理选择结构面分类标准、开展实验研究和实际验证，可以进一步完善该方法的应用。
常用岩体结构面抗剪强度参数经验取值范围
常用岩体结构面抗剪强度参数经验取值范围岩体结构面抗剪强度参数是评估岩体稳定性和进行岩体力学分
析的重要参数之一。
本文旨在总结常见的岩体结构面抗剪强度参数的经验取值范围，为岩体工程设计和岩体力学分析提供参考。
首先，常用的岩体结构面抗剪强度参数包括摩擦角、内摩擦角、剪切强度和黏聚力等。
其中，摩擦角和内摩擦角是描述岩体结构面摩擦性质的参数，剪切强度和黏聚力则是描述岩体结构面抗剪性质的参数。
摩擦角是指岩体结构面上两个面之间的摩擦性质，通常取值范围在20-45度之间。
内摩擦角是指岩体结构面内部的摩擦性质，通常取值范围在30-60度之间。
剪切强度是指岩体结构面抵抗剪切破坏的能力，通常取值范围在0.5-10MPa之间。
黏聚力是指岩体结构面在没有外力作用下的抵抗能力，通常取值范围在0.1-5MPa之间。
除了上述常见的参数，还有一些衍生参数也常被使用，如摩擦角比、黏聚力比等。
需要注意的是，不同类型的岩石和不同的岩体结构面具有不同的抗剪强度参数取值范围，因此在实际工程设计和力学分析中应根据具体情况选取合适的参数。
同时，经验取值范围仅供参考，实际取值需要结合实验和场地观察等综合因素进行确定。
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合规快速确定岩体抗剪断强度的方法
合规快速确定岩体抗剪断强度的方法吉咸伟*（上海电力设计院有限公司，上海200025）摘要：从岩体、岩石、结构面抗剪强度的区别出发，介绍了岩体剪切强度在不同情况下分别由岩石、结构面的抗剪强度控制，从而讨论岩体剪切强度的几种类型。
针对工程重要性低、工程周期紧张的建设项目，专门梳理了相关规范、标准，结合工程经验，提出了合规快速确定工程建设项目岩体抗剪断强度的流程和方法，从而满足设计和施工图审查要求，确保工程安全。
关键词:岩体；结构面；抗剪断强度；合规中图分类号：P58文献标识码：A文章编号：1004-5716(2019)09-0016-04岩体抗剪强度是工程建设地基基础设计、边坡支护设计、滑坡稳定性分析等设计人员所需的重要参数。
对于重要工程，应通过三轴压缩试验、直剪试验等直接方法确定岩石、结构面的抗剪强度，也可以通过点荷载试验或声波速度测试等间接方法确定。
对于非重要的简单工程，如22kV及以下的架空线工程、陆上光伏支架工程、单层钢结构厂房等，或者对于工期很紧的工程，不具备进行相关试验的条件和必要性，如何简单、快速、合规地确定岩体抗剪强度，是本文研究的重点，本文以下内容仅针对非重要的简单工程进行讨论。
1剪切强度1.1岩体、岩石和结构面岩体是赋存于一定地质环境，由各类结构面和被其所切割的结构体所构成的刚性地质体。
其中结构体是指未经位移的岩体被结构面切割成的块体或岩块，结构面指岩体内分割固相组分的地质界面的统称，一般指岩体内部具有一定方向、一定规模、一定形态和特性的面、缝、层和带状的地质界面。
而岩石指组成地壳的矿物集合体。
简言之，岩体包含岩石（岩块）和结构面，结构面切割岩体，随着结构面数量增多、规模增大，岩体的强度大幅下降，结构面间的充填物及其性质，结构面间水的存在与流动，将加剧岩体强度的降低，甚至引发各类岩土问题或灾害。
1.2岩体剪切强度确定方法当岩体完整，结构面数量少、规模小，岩体抗剪强度主要由岩石控制；当结构面数量增多，岩体完整性变差，岩体抗剪强度逐渐减小，主要由结构面控制，若存在多组结构面，则由最不利结构面控制。
岩土工程中的土体抗剪强度指标
岩土工程中的土体抗剪强度指标岩土工程是土力学与岩石力学的交叉学科，研究土体和岩石的物理力学性质以及不同工程条件下的变形和破坏规律。
其中，土体抗剪强度指标是评估土体抗剪性能的重要参数之一。
本文将介绍岩土工程中的土体抗剪强度指标，包括常用的评价方法和相关测试。
一、抗剪强度的定义与意义抗剪强度是指土体在受到剪切力作用下的抗力大小，通常用剪切强度或剪切强度指标来表示。
它是岩土工程设计与施工中必须考虑的重要参数，能够直接反映土体的抗剪性能和承载力。
了解土体的抗剪强度可以指导工程设计和施工，保证土体的稳定性和安全性。
二、常用的剪切强度指标1. 无侧限抗剪强度（Co）无侧限抗剪强度是指土体在没有正应力偏差时的抗剪强度。
常用的测试方法有直剪试验和囚尊试验。
直剪试验常用于细粒土，利用设备将土体切割成两个相等的部分，施加垂直于切面的剪切力，通过测量抗剪强度指标来评估土体的抗剪强度。
囚尊试验适用于粗粒土，利用容器装载土体样本，给定侧向约束力，施加剪切力，测量土体的抗剪强度。
2. 内摩擦角（φ）内摩擦角是指土体内部发生剪切破坏时的抗剪强度。
常用的测试方法有直剪试验和三轴试验。
直剪试验通过施加剪切力来测量土体的抗剪强度，同时得到内摩擦角。
三轴试验将土体样本置于三轴装置中，施加轴向力、侧向力和剪切力，通过测量不同应力状态下的应变变化，得到抗剪强度和内摩擦角。
3. 集料抗剪强度（C）集料抗剪强度是指颗粒间的抗剪强度。
常用的测试方法有直剪试验和承载力试验。
直剪试验通过施加剪切力，测量集料内部的抗剪强度。
承载力试验通过放置集料在装置中，通过加载测试集料的抗剪强度。
三、抗剪强度的影响因素土体的抗剪强度受多种因素的影响，包括土体类型、粒度分布、含水率、固结应力等。
其中，土体类型和粒度分布对抗剪强度的影响最为显著。
黏土含水量对抗剪强度的影响也很大，通常情况下，在一定含水率范围内，随着含水率的增加，抗剪强度呈下降趋势。
固结应力是指土体承受的应力，它对抗剪强度有明显的影响，固结应力越大，抗剪强度越高。